La ceniza de orujo de aceituna se muestra prometedora como sustituto ecológico del cemento

Resumen

Un estudio publicado en la revista Materials exploró el uso de ceniza de orujo de oliva como alternativa sostenible al cemento Portland convencional en morteros para reducir el impacto ambiental de la producción de cemento. La investigación reveló que se podría utilizar hasta un 20 % de ceniza de orujo en las mezclas de morteros para reducir las emisiones de dióxido de carbono sin una pérdida significativa del rendimiento mecánico, aunque se requieren más estudios para evaluar la durabilidad a largo plazo y el rendimiento en condiciones reales.

Una nueva encuesta Estudio ha examinado el uso de ceniza de orujo de aceituna como sustituto parcial sostenible del cemento Portland ordinario en el mortero. 

Siendo la producción de cemento una contribuyente principal Además de las emisiones globales de dióxido de carbono, la investigación tiene como objetivo reducir los impactos ambientales de la industria.

Publicado en un número especial de la revista Materials, el estudio evalúa cómo la combinación de ceniza de orujo afecta las propiedades físicas, mecánicas y de durabilidad del mortero para determinar su idoneidad para su uso a gran escala.

La ceniza de orujo de aceituna se obtiene de la incineración de orujo de aceituna (hollejos, pulpa y hueso). Al molerla, el polvo resultante contiene cantidades significativas de dióxido de carbono, sílice y cal. 

En comparación con el cemento Portland común, su peso más ligero y su tamaño de partícula más fino influyen en las características del mortero, como la densidad y la trabajabilidad (la facilidad con que se puede mezclar, colocar y compactar el mortero).

Se crearon muestras de mortero sustituyendo el cemento Portland por ceniza de orujo en incrementos del diez por ciento hasta el 50 por ciento. 

Cada mezcla se sometió a pruebas de fluidez (la capacidad de la mezcla de fluir y extenderse en su lugar cuando se vierte), resistencia, absorción de agua y resistencia a los ciclos de congelación y descongelación durante períodos de siete, 28 y 90 días.

Los investigadores descubrieron que la trabajabilidad y fluidez del mortero disminuyeron a medida que aumentaron los niveles de ceniza de orujo. 

En niveles de hasta el diez por ciento, las muestras de mortero exhibieron cambios mínimos tanto en la densidad aparente húmeda como en el tiempo de flujo, lo que indica su idoneidad para aplicaciones prácticas.

Entre el 20 % y el 20 %, las mezclas se volvieron más difíciles de manejar, pero mantuvieron un flujo aceptable. Por encima del - %, el caudal se vio drásticamente afectado.

Las pruebas de resistencia a la compresión y a la flexión arrojaron resultados similares: niveles de orujo de hasta un 20 por ciento mostraron una resistencia reducida, pero permanecieron dentro del rango aceptable para morteros estructurales. 

Los investigadores observaron que la resistencia continuó aumentando durante 90 días, en consonancia con la actividad de las reacciones puzolánicas, los procesos químicos mediante los cuales ciertos materiales, como las cenizas, reaccionan con el agua y el cemento para formar compuestos aglutinantes que mejoran la resistencia y la durabilidad del hormigón a lo largo del tiempo.

Las pruebas de resistencia al ciclo de congelación y descongelación confirmaron además el límite del 20 % para los niveles de ceniza de orujo. Por encima de este umbral, las mezclas mostraron una vulnerabilidad considerable.

La absorción de agua, que puede provocar daños relacionados con la durabilidad y una degradación del rendimiento, aumentó en muestras con niveles de ceniza de orujo superiores al diez por ciento. 

Todas las muestras exhibieron una absorción máxima del 6.92 por ciento, lo que se encuentra dentro del rango del diez al quince por ciento considerado aceptable para un rendimiento adecuado a largo plazo.

Curiosamente, la mezcla al diez por ciento mostró una absorción ligeramente menor que la mezcla de control de cemento Portland convencional. Esto se atribuyó a que las partículas finas de ceniza rellenaban los huecos y refinaban la estructura porosa de la mezcla.

Un análisis ambiental comparó el consumo de energía y las emisiones de dióxido de carbono de la producción de mortero de ceniza de orujo con los de la mezcla de control, que está hecha completamente de cemento Portland común. 

Las emisiones de dióxido de carbono se calcularon sobre la base de la generación de electricidad en Argelia, donde se realizó el estudio.

La producción de la mezcla de control consumió 1,000 kilovatios-hora por tonelada (kWh/t) y emitió 500 kilogramos de dióxido de carbono por tonelada (kg CO2/tonelada). 

En cambio, la producción de la mezcla con diez por ciento de ceniza de orujo consumió 953.5 kWh/t y produjo 476.75 kg de CO2/t, mientras que la de la mezcla con veinte por ciento consumió 20 kWh/t y produjo 907 kg de CO453.5/t.

Los autores concluyen que las mezclas del diez y veinte por ciento están asociadas con una disminución significativa del impacto ambiental manteniendo un rendimiento mecánico aceptable, lo que respalda su candidatura como materiales de construcción amigables con el medio ambiente. 

Creen, sin embargo, que se necesitan más estudios para examinar la durabilidad a largo plazo, el comportamiento microestructural y el rendimiento en entornos del mundo real. 

También señalan que una adopción más amplia requeriría que dichos materiales se incorporaran en códigos y especificaciones de construcción actualizados.